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Sommaire du brevet 2265183 

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Disponibilité de l'Abrégé et des Revendications

L'apparition de différences dans le texte et l'image des Revendications et de l'Abrégé dépend du moment auquel le document est publié. Les textes des Revendications et de l'Abrégé sont affichés :

  • lorsque la demande peut être examinée par le public;
  • lorsque le brevet est émis (délivrance).
(12) Brevet: (11) CA 2265183
(54) Titre français: PRODUCTION DE MAGNESIUM METALLIQUE
(54) Titre anglais: MAGNESIUM METAL PRODUCTION
Statut: Périmé et au-delà du délai pour l’annulation
Données bibliographiques
Abrégés

Abrégé anglais


Magnesium metal is produced by electrolysis of magnesium chloride
employing a high surface area anode, for example, a porous anode to which
hydrogen gas is fed. Hydrogen chloride is formed from the chloride ions at the
anode, rather than chlorine gas; the process also has the advantage of
operating
at a lower voltage with a lower energy requirement than the conventional
process in which chlorine gas is generated at the anode.

Revendications

Note : Les revendications sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


-6-
CLAIMS
1. In a process for the electrolytic production of magnesium from
magnesium chloride in an electrolytic cell having an anode and a cathode, and
in which magnesium is generated at the cathode, the improvement wherein
hydrogen gas is fed to the anode and hydrogen chloride is formed in situ at
the
anode.
2. A process according to claim 1, wherein the anode is a high surface area
anode.
3. A process according to claim 1, wherein the anode is a porous anode and
the hydrogen gas permeates the pores of the anode.
4. A process according to claim 1, wherein said magnesium chloride is
dissolved in a molten salt electrolyte in said cell, said anode is a porous
anode
and the molten electrolyte permeates the pores of the porous anode.
5. A process according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the anode is of
graphite, silicon carbide or silicon nitride.
6. A process for the electrolytic production of magnesium comprising:
i) ~electrolysing magnesium chloride in a molten salt
electrolyte in an electrolysis cell having a cathode and an
anode, with formation of magnesium metal at said cathode,
ii) ~feeding hydrogen gas to said anode and reacting chloride
ions at said anode with the hydrogen gas to form hydrogen
chloride,
iii) ~recovering the magnesium metal from said cell, and
iv) ~recovering the hydrogen chloride from said cell.

-7-
7. A process according to claim 6, wherein said cell is operated at a cell
voltage lower than the cell voltage of a corresponding cell having a carbon
anode, without hydrogen gas, in which chlorine gas is developed at the anode.
8. A process according to claim 6 or 7, wherein said anode is a high
surface area anode.
9. A process according to claim 6 or 7, wherein said anode is a porous
anode and the hydrogen gas permeates from the pores of the anode into the
cell.
10. A process according to claim 6 or 7, wherein said anode is a porous
anode and the molten electrolyte permeates the pores of the porous anode.
11. A process according to claim 6, 7, 8, 9 or 10, wherein said anode is of
graphite, silicon carbide or silicon nitride
12. An electrolytic cell for production of magnesium metal from magnesium
chloride comprising:
a) ~a cell for housing magnesium chloride in a molten salt
electrolyte, said cell having a cathode and an anode,
b) ~means for feeding hydrogen gas to said anode,
c) ~means for recovery from said cell of magnesium metal
developed at said cathode, and
d) ~means for recovery from said cell of hydrogen chloride
developed at said anode.

-8-
13. A cell according to claim 12, further including a conduit for delivery of
hydrogen gas to said anode.
14. A cell according to claim 12 or 13, wherein said anode is a high surface
area anode.
15 A cell according to claim 12 or 13, wherein said anode is a porous
anode.
16. A cell according to claim 12, 13, 14 or 15, wherein said anode is of
graphite, silicon carbide or silicon nitride
17. Use of hydrogen in an electrolytic cell for the production of magnesium
from magnesium chloride with production of by-product hydrogen chloride at
the anode.

Description

Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


CA 02265183 2006-12-07
- 1 -
This invention relates to production of magnesium by electrolysis.
Conventional electrolytic production of magnesium from magnesium
chloride dissolved in a molten salt electrolyte in an electrolytic cell
results in
formation of magnesium at the cathode and chlorine gas at the cathode. The
molten salt electrolyte typically comprises one or more alkali metal or
alkaline
earth metal chlorides in which the magnesium chloride is dissolved.
The production of chlorine as a by-product of the production of
magnesium requires auxiliary equipment for recovery and storage of the by-
product chlorine gas which typically is reacted with hydrogen gas to form
hydrochloric acid. Electrolytic methods for producing magnesium are
described in U.S. Patents 4,073,703; 4,192,724; 5,089,094 and 5,665,220. :
This invention seeks to provide a new electrolytic process for the
production of magnesium from magnesium chloride, in which hydrogen
chloride is produced as the by-product.
This invention also seeks to provide a new electrolytic process for the
production of magnesium from magnesium chloride at a lower energy
requirement.
In accordance with one aspect of the invention there is provided in a
process for the electrolytic production of magnesium from magnesium chloride
in an electrolytic cell having an anode and a cathode, and in which magnesium
is generated at the cathode, the improvement wherein hydrogen gas is fed to
the
anode and hydrogen chloride is formed in situ at the anode.
In accordance with another aspect of the invention there is provided a
process for the electrolytic production of magnesium comprising: i)
electrolysing magnesium chloride in a molten salt electrolyte in an
electrolysis
cell having a cathode and an anode, with formation of magnesium metal at said
cathode, ii) feeding hydrogen gas to said anode and reacting chloride ions at
said anode with the hydrogen gas to form hydrogen chloride, iii) recovering
the

CA 02265183 1999-03-11
-2-
magnesium metal from said cell, and iv) recovering the hydrogen chloride from
said cell.
In accordance with still another aspect of the invention there is provided
an electrolytic cell for production of magnesium metal from magnesium
chloride comprising: a) a cell for housing magnesium chloride in a molten salt
electrolyte, said cell having a cathode and an anode, b) means for feeding
hydrogen gas to said anode, c) means for recovery from said cell of
magnesium metal developed at said cathode, and d) means for recovery from
said cell of hydrogen chloride developed at said anode.
In accordance with yet another aspect of the invention there is provided
use of hydrogen in an electrolytic cell for the production of magnesium from
magnesium chloride with production of by-product hydrogen chloride at the
anode.
In particular the anode is a high surface area anode, for example, a
porous anode in which case the hydrogen gas permeates the pores of the anode,
such as by diffusion, or molten electrolyte containing the magnesium chloride
permeates the pores of the anode, to provide the contact between the hydrogen
gas and the chloride ions. The hydrogen gas may be fed along a non-porous
tube or conduit to the porous anode. If this tube or conduit is in contact
with
the bath it should not be of a material which will function as an anode for
the
electrolysis.
As an alternative to a porous anode, any anode having a structure
permitting delivery of hydrogen to the cell bath at the anode may be employed,
for example, an anode having drilled channels for communication with a source
of hydrogen gas. The requirement is that the anode structure deliver hydrogen
gas to the cell bath at the anode, so that chloride ions at the anode react
with the
hydrogen gas to form hydrogen chloride, rather than discharging as chlorine
gas.

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-3-
By way of example, suitable anodes may be of graphite, silicon carbide
or silicon nitride.
It has been found that introducing hydrogen at the anode in the
electrolytic cell for magnesium metal production results in a lower energy
requirement for the cell, and the cell can be operated at a cell voltage lower
than the cell voltage of a corresponding cell having a conventional carbon or
graphite anode, without hydrogen gas.
In addition it is found that hydrogen chloride is formed directly at the
anode by the reaction:
2C1- + H2(g) = 2HChg) + 2e
where (g) indicates the gas phase.
Furthermore, the method has the advantage that this hydrogen chloride
gas is produced with minimal, if any, production of chlorine gas.
In conventional cells in which chlorine gas is produced as the by-
product, the anode is graphite, and at the high temperatures of operation some
chlorinated hydrocarbons are produced by reaction between the chlorine gas
and the carbon anode, and this presents environmental problems. Eliminating
production of chlorine gas in the present invention can be expected to
alleviate
these problems.
Table I below shows how the decomposition voltage of the electrolysis
decreases, with the process of the invention, as compared with the
conventional
process and how the minimum voltage required to maintain energy balance
changes.

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-4-
TABLE I
Reaction E Eadiab. Eadiab. - E
MgC12 4 Mg + C12 2.50 3.60 1.1
MgCl2 + H2 4 Mg + HCI 1.46 2.74 1.28
Difference -1.04 -0.86 0.18
In Table I, Eadiab is the minimum voltage required to carry out the
process, assuming 100% current efficiency and that the MgC12 and H2 are fed at
room temperature.
In particular, Table I shows the calculated decomposition voltage
(1000 K) and adiabatic voltage required to cover the energy requirements of
the
process without heat losses.
Table I further shows that the decomposition voltage decreases by 1.04V
and that the overall energy requirement decreases by 0.86V. This means that
with HCI formation, another 0.18V per mole can be dissipated in the cell
without causing overheating. The decrease of 0.86V translates to a reduction
of about 25% less electricity consumption for magnesium production. With
magnesium cells currently requiring an average of 12.5 MW-hr per tonne, and
an average energy cost of 4 cents per KW-hrs, this translates to a savings of
about $125 per tonne of magnesium produced in electrical consumption.
Another major cost saving comes from the fact that the cell is producing
HC1 rather than chlorine, requiring no HC1 synthesis plant. Chlorine treatment
and handling as well as HC1 synthesis can provide for further cost savings.
Environmetal problems associated with chlorine gas production are
expected to be alleviated.
The hydrogen gas may be considered to form a hydrogen anode in the
cell, for discharge of the chloride ions. In such case an anode structure is

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-5-
provided which, can be of any suitable material, for example, graphite,
silicon
carbide or silicon nitride.

Dessin représentatif

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États administratifs

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Historique d'événement

Description Date
Le délai pour l'annulation est expiré 2010-03-11
Lettre envoyée 2009-03-11
Accordé par délivrance 2008-01-08
Inactive : Page couverture publiée 2008-01-07
Préoctroi 2007-10-11
Inactive : Taxe finale reçue 2007-10-11
Un avis d'acceptation est envoyé 2007-04-25
Lettre envoyée 2007-04-25
Un avis d'acceptation est envoyé 2007-04-25
Inactive : Approuvée aux fins d'acceptation (AFA) 2007-03-28
Modification reçue - modification volontaire 2006-12-07
Inactive : Dem. de l'examinateur art.29 Règles 2006-07-07
Inactive : Dem. de l'examinateur par.30(2) Règles 2006-07-07
Inactive : Lettre officielle 2004-02-20
Lettre envoyée 2004-02-18
Inactive : Transfert individuel 2004-01-28
Lettre envoyée 2004-01-19
Lettre envoyée 2004-01-14
Inactive : Lettre officielle 2004-01-05
Exigences pour une requête d'examen - jugée conforme 2003-12-19
Requête d'examen reçue 2003-12-19
Exigences de rétablissement - réputé conforme pour tous les motifs d'abandon 2003-12-19
Toutes les exigences pour l'examen - jugée conforme 2003-12-19
Exigences relatives à la nomination d'un agent - jugée conforme 2003-11-25
Inactive : Lettre officielle 2003-11-25
Inactive : Lettre officielle 2003-11-25
Exigences relatives à la révocation de la nomination d'un agent - jugée conforme 2003-11-25
Demande visant la nomination d'un agent 2003-11-10
Inactive : Transfert individuel 2003-11-10
Demande visant la révocation de la nomination d'un agent 2003-11-10
Réputée abandonnée - omission de répondre à un avis sur les taxes pour le maintien en état 2003-03-11
Demande publiée (accessible au public) 2000-09-11
Inactive : Page couverture publiée 2000-09-10
Lettre envoyée 2000-04-13
Inactive : Transfert individuel 2000-03-16
Inactive : CIB en 1re position 1999-05-11
Inactive : Lettre de courtoisie - Preuve 1999-04-20
Inactive : Certificat de dépôt - Sans RE (Anglais) 1999-04-15
Exigences de dépôt - jugé conforme 1999-04-15
Demande reçue - nationale ordinaire 1999-04-14

Historique d'abandonnement

Date d'abandonnement Raison Date de rétablissement
2003-03-11

Taxes périodiques

Le dernier paiement a été reçu le 2007-10-11

Avis : Si le paiement en totalité n'a pas été reçu au plus tard à la date indiquée, une taxe supplémentaire peut être imposée, soit une des taxes suivantes :

  • taxe de rétablissement ;
  • taxe pour paiement en souffrance ; ou
  • taxe additionnelle pour le renversement d'une péremption réputée.

Veuillez vous référer à la page web des taxes sur les brevets de l'OPIC pour voir tous les montants actuels des taxes.

Historique des taxes

Type de taxes Anniversaire Échéance Date payée
Taxe pour le dépôt - générale 1999-03-11
Enregistrement d'un document 2000-03-16
TM (demande, 2e anniv.) - générale 02 2001-03-12 2000-12-18
TM (demande, 3e anniv.) - générale 03 2002-03-11 2002-01-17
Enregistrement d'un document 2003-11-10
Requête d'examen - générale 2003-12-19
Rétablissement 2003-12-19
TM (demande, 4e anniv.) - générale 04 2003-03-11 2003-12-19
TM (demande, 5e anniv.) - générale 05 2004-03-11 2003-12-19
TM (demande, 6e anniv.) - générale 06 2005-03-11 2005-02-10
TM (demande, 7e anniv.) - générale 07 2006-03-13 2006-02-23
TM (demande, 8e anniv.) - générale 08 2007-03-12 2006-11-02
Taxe finale - générale 2007-10-11
TM (demande, 9e anniv.) - générale 09 2008-03-11 2007-10-11
Titulaires au dossier

Les titulaires actuels et antérieures au dossier sont affichés en ordre alphabétique.

Titulaires actuels au dossier
GROUP-CONSEIL GENIVAR INC.
Titulaires antérieures au dossier
GEZINUS VAN WEERT
Les propriétaires antérieurs qui ne figurent pas dans la liste des « Propriétaires au dossier » apparaîtront dans d'autres documents au dossier.
Documents

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Description du
Document 
Date
(aaaa-mm-jj) 
Nombre de pages   Taille de l'image (Ko) 
Description 1999-03-11 5 181
Abrégé 1999-03-11 1 14
Revendications 1999-03-11 3 81
Page couverture 2000-09-06 1 20
Description 2006-12-07 5 180
Page couverture 2007-11-27 1 25
Certificat de dépôt (anglais) 1999-04-15 1 165
Demande de preuve ou de transfert manquant 2000-03-14 1 109
Courtoisie - Certificat d'enregistrement (document(s) connexe(s)) 2000-04-13 1 113
Rappel de taxe de maintien due 2000-11-15 1 112
Courtoisie - Lettre d'abandon (taxe de maintien en état) 2003-04-08 1 178
Rappel - requête d'examen 2003-11-13 1 112
Accusé de réception de la requête d'examen 2004-01-19 1 174
Avis de retablissement 2004-01-14 1 168
Courtoisie - Certificat d'enregistrement (document(s) connexe(s)) 2004-02-18 1 107
Avis du commissaire - Demande jugée acceptable 2007-04-25 1 162
Avis concernant la taxe de maintien 2009-04-22 1 171
Avis concernant la taxe de maintien 2009-04-22 1 171
Correspondance 1999-04-20 1 30
Correspondance 2003-11-10 2 75
Correspondance 2003-11-25 1 14
Correspondance 2003-11-25 1 20
Correspondance 2004-01-05 1 27
Taxes 2003-12-19 1 27
Correspondance 2004-02-20 1 12
Taxes 2005-02-10 1 26
Taxes 2006-02-23 1 32
Taxes 2006-11-02 1 32
Correspondance 2007-10-11 1 29
Taxes 2007-10-11 1 30